JP2005042819A - Electromagnetic proportional pressure control valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電磁気装置の作用力がゼロであるとき(電磁気装置への通電電流がゼロであるとき)に制御通路の流体圧力を最大圧力に設定し、電磁気装置の作用力の増大(電磁気装置への通電電流の増大)に応じて制御通路の流体圧力を減少する圧力に設定することが可能な電磁比例圧力制御弁に関する。 The present invention sets the fluid pressure in the control passage to the maximum pressure when the acting force of the electromagnetic device is zero (when the energization current to the electromagnetic device is zero), and increases the acting force of the electromagnetic device (the electromagnetic device). The present invention relates to an electromagnetic proportional pressure control valve that can be set to a pressure that decreases the fluid pressure in the control passage in accordance with an increase in the energizing current to the control passage.
この種の電磁比例圧力制御弁は、例えば下記の特許文献1に開示されていて、弁本体の制御通路と排出通路との間に形成した弁座に、可動鉄心の一端側に連結した弁体を着座・離座自在に設け、弁体は調圧ばねのばね力で弁座への着座方向に付勢されている。そして、固定鉄心、可動鉄心、コイル等から成る電磁気装置のコイルへの通電により可動鉄心が固定鉄心に吸引され、調圧ばねのばね力に抗して弁体の離座方向となる電磁気装置の作用力が可動鉄心に生じ、この可動鉄心に生じる電磁気装置の作用力はコイルへの通電電流の増大に応じて増大するようにしている。このため、コイルへの非通電時には、可動鉄心に電磁気装置の作用力が生じず、弁体には調圧ばねのばね力のみが付与されて、制御通路の流体圧力を最大圧力に設定することが可能である。また、コイルへの通電時には、通電電流の増大に応じて電磁気装置の作用力が増大し、調圧ばねのばね力と電磁気装置の作用力の差に相当する力が弁体に付与されて、制御通路の圧力を通電電流の増大に応じて減少する圧力に設定することが可能である。
ところが、上記した従来の電磁比例圧力制御弁では、可動鉄心の一端側に連結した弁体の着座・離座により直接制御通路を開閉制御しているため、制御通路の口径が大径になるのに伴い弁体が大型になって、この弁体を連結する可動鉄心が大型になって電磁気装置を大型化しなければならなかった。 However, in the conventional electromagnetic proportional pressure control valve described above, since the control passage is directly controlled to open and close by the seating / separation of the valve body connected to one end side of the movable iron core, the diameter of the control passage becomes large. As a result, the valve body has become large, and the movable iron core connecting the valve bodies has become large and the electromagnetic device has to be enlarged.
本発明は、制御通路の口径が大径になった場合にも電磁気装置を大型化することなく制御通路の流体圧力を所期の制御形態にて制御し得る電磁比例圧力制御弁を提供するためになされたものであり、当該電磁比例圧力制御弁を、弁本体の弁孔には、所要の軸方向間隔で、圧力流体が流通する制御通路と、作動流体を低圧側に流す排出通路とが接続されて連通し、前記弁孔の制御通路連通個所と排出通路連通個所との間には弁座が形成され、この弁座に着座・離座する弁体が前記弁孔に移動自在に収装されていて、この弁体には、前記弁孔に収容した調圧ばねのばね力が着座方向に作用すると共に、前記制御通路の流体圧力が前記調圧ばねのばね力に抗して離座方向に作用し、かつ前記調圧ばねのばね力を増減するピストンが前記弁孔に移動自在に収装されていて、このピストンにはパイロット弁が備える電磁気装置の作用力に応じたパイロット圧力が作用して、同パイロット圧に応じて前記ピストンが移動して前記調圧ばねのばね力が増減するように構成した。 The present invention provides an electromagnetic proportional pressure control valve capable of controlling the fluid pressure in a control passage in an intended control form without increasing the size of the electromagnetic device even when the diameter of the control passage becomes large. The electromagnetic proportional pressure control valve has a control passage through which the pressure fluid flows and a discharge passage through which the working fluid flows to the low pressure side at a required axial interval in the valve hole of the valve body. A valve seat is formed between the control passage communicating portion and the discharge passage communicating portion of the valve hole, and the valve body seated and separated from the valve seat is movably accommodated in the valve hole. In this valve body, the spring force of the pressure adjusting spring accommodated in the valve hole acts in the seating direction, and the fluid pressure in the control passage is separated against the spring force of the pressure adjusting spring. A piston acting in the seat direction and increasing / decreasing the spring force of the pressure regulating spring moves to the valve hole. A pilot pressure corresponding to the acting force of the electromagnetic device provided in the pilot valve acts on this piston, and the piston moves according to the pilot pressure, and the spring force of the pressure regulating spring is It was configured to increase or decrease.
この場合において、前記電磁気装置は、コイルへの通電電流の増大に応じて可動鉄心が固定鉄心に吸引される作用力が増大する電磁気装置であり、前記パイロット弁は前記電磁気装置の作用力の増大に応じて前記パイロット圧力を増大させるパイロット弁体とパイロット弁座を備えていて、前記ピストンには、前記パイロット圧力が前記調圧ばねのばね力を減少させる方向に作用すると共に、前記弁孔に収容した復帰ばねのばね力が前記パイロット圧力に抗して作用するように構成することも可能である。 In this case, the electromagnetic device is an electromagnetic device in which the acting force by which the movable iron core is attracted to the fixed iron core is increased in accordance with an increase in the energization current to the coil, and the pilot valve is an increase in the acting force of the electromagnetic device. A pilot valve body and a pilot valve seat that increase the pilot pressure in response to the pilot pressure, and the pilot pressure acts on the piston in a direction to reduce the spring force of the pressure regulating spring, and the valve hole It is also possible to configure so that the spring force of the housed return spring acts against the pilot pressure.
本発明の電磁比例圧力制御弁においては、電磁気装置の作用力がゼロであるとき(電磁気装置への通電電流がゼロであるとき)、パイロット弁からピストンに付与されるパイロット圧力によりピストンが初期位置から移動しないように設定することが可能であって、この場合には、調圧ばねのばね力は減少されず初期の設定値に維持される。したがって、制御通路の流体圧力は、初期の設定値に維持されている調圧ばねのばね力に相当する最大圧力に設定される。また、電磁気装置の作用力が増大するとき(電磁気装置への通電電流が増大するとき)には、パイロット弁からピストンに付与されて作用するパイロット圧力に応じてピストンが移動して、このピストンの移動に応じて調圧ばねのばね力が減少される。したがって、制御通路の流体圧力は、通電電流の増大に応じて減少する調圧ばねのばね力に相当する圧力に設定される。 In the electromagnetic proportional pressure control valve of the present invention, when the acting force of the electromagnetic device is zero (when the energization current to the electromagnetic device is zero), the piston is moved to the initial position by the pilot pressure applied to the piston from the pilot valve. In this case, the spring force of the pressure adjusting spring is not reduced and is maintained at the initial set value. Therefore, the fluid pressure in the control passage is set to a maximum pressure corresponding to the spring force of the pressure regulating spring maintained at the initial set value. Further, when the acting force of the electromagnetic device increases (when the energization current to the electromagnetic device increases), the piston moves according to the pilot pressure applied to the piston from the pilot valve, and this piston The spring force of the pressure regulating spring is reduced in accordance with the movement. Therefore, the fluid pressure in the control passage is set to a pressure corresponding to the spring force of the pressure regulating spring that decreases as the energization current increases.
ところで、本発明の電磁比例圧力制御弁においては、弁体が制御通路の流体圧力に基づく押圧力で調圧ばねのばね力に抗して押圧されて開作動することにより、制御通路の圧力流体が電磁気装置を備えるパイロット弁を介することなく排出通路より低圧側に流れる。このため、制御通路、弁孔、弁体、排出通路等を大型化する場合にも、電磁気装置を備えるパイロット弁を大型化する必要がない。したがって、電磁気装置を備えるパイロット弁の小型化を維持した状態で、制御通路の流体圧力を上記した所期の制御形態にて制御することが可能である。 By the way, in the electromagnetic proportional pressure control valve of the present invention, the valve body is pressed against the spring force of the pressure adjusting spring by the pressing force based on the fluid pressure in the control passage, thereby opening the pressure passage in the control passage. Flows to the low pressure side of the discharge passage without passing through a pilot valve equipped with an electromagnetic device. For this reason, even when the control passage, the valve hole, the valve body, the discharge passage and the like are enlarged, it is not necessary to enlarge the pilot valve provided with the electromagnetic device. Therefore, it is possible to control the fluid pressure in the control passage in the above-described intended control mode while maintaining the downsizing of the pilot valve including the electromagnetic device.
また、本発明の実施に際して、前記電磁気装置が、コイルへの通電電流の増大に応じて可動鉄心が固定鉄心に吸引される作用力が増大する電磁気装置であり、前記パイロット弁が前記電磁気装置の作用力の増大に応じて前記パイロット圧力を増大させるパイロット弁体とパイロット弁座を備えていて、前記ピストンには、前記パイロット圧力が前記調圧ばねのばね力を減少させる方向に作用すると共に、前記弁孔に収容した復帰ばねのばね力が前記パイロット圧力に抗して作用するように構成した場合には、コイルへの通電電流の増大に応じてパイロット圧力が増大する汎用の電磁気装置を用いて当該電磁比例圧力制御弁を構成することが可能である。 Further, in the implementation of the present invention, the electromagnetic device is an electromagnetic device in which an acting force of the movable iron core attracted to the fixed iron core is increased in accordance with an increase in an energization current to the coil, and the pilot valve is a member of the electromagnetic device. A pilot valve body and a pilot valve seat that increase the pilot pressure in response to an increase in acting force are provided, and the pilot pressure acts on the piston in a direction that reduces the spring force of the pressure regulating spring, When the spring force of the return spring accommodated in the valve hole is configured to act against the pilot pressure, a general-purpose electromagnetic device in which the pilot pressure increases with an increase in the energization current to the coil is used. Thus, the electromagnetic proportional pressure control valve can be configured.
図1は、本発明による電磁比例圧力制御弁の一実施形態を示していて、この電磁比例圧力制御弁の弁本体1には、弁座部材6、弁体12、調圧ばね13、ピストン14、復帰ばね16等を収容する多段の弁孔2が軸方向に貫設されている。弁孔2は、軸方向一方側より中径部2A、中径部2Aより小径の小径部2B、中径部2Aと略同径の中径部2C、中径部2Cより大径の大径部2Dとされていて、中径部2Cと大径部2Dとの連設段部には止め部2Eが形成されている。また、弁孔2には、中径部2Aに継手部材3を介して圧力源Pより圧力流体が流通する制御通路4が接続されて連通すると共に、制御通路4の連通個所より軸方向にて所要の間隔で形成されている中径部2Cに低圧側としてのタンクTに接続された排出通路5が接続されて連通している。
FIG. 1 shows an embodiment of an electromagnetic proportional pressure control valve according to the present invention. A
また、弁孔2における制御通路4の連通個所と排出通路5の連通個所との間の小径部2Bには、弁座部材6が嵌挿固設されていて、この弁座部材6には弁座7が形成されるとともに、弁座7に連なる段付の貫通孔8が軸方向に貫設されている。また、弁座部材6の先端、すなわち、貫通孔8の制御通路4連通個所と対峙する小径部先端には、絞り孔9を有する絞り部材10が固設されている。また、弁座部材6の中間部には、貫通孔8の大径部先端と連通して弁座部材6の外周面に開口する通路11が斜め径方向に穿設されている。
In addition, a
弁体12は、弁座7に着座・離座するポペット状弁体であり、弁孔2の中径部2Cに軸方向へ移動自在に収装されていて、小径の頭部を弁座部材6の貫通孔8に軸方向へ摺動自在に嵌挿している。この弁体12は、頭部に絞り孔9を通して作用する制御通路4の流体圧力に基づく押圧力で調圧ばね13のばね力に抗して離座方向に押圧される。調圧ばね13は、弁孔2の中径部2Cにて弁体12とピストン14間に介装されていて、そのばね力にて弁体12を着座方向に押圧している。
The
ピストン14は、調圧ばね13のばね力を増減するためのものであり、中径部14Aと中径部14Aより大径の大径部14Bとを連設して構成されていて、中径部14Aを弁孔2の中径部2Cへ大径部14Bを弁孔2の大径部2Dへそれぞれ移動自在に収装している。また、ピストン14は、中径部14Aと大径部14Bとの連設段部に形成した肩部14Cが弁孔2の止め部2Eに対して接離自在に設けられていて、弁孔2の大径部2Dにおける中径部2C側端部に環状のパイロット室15を区画形成している。
The
パイロット室15は、パイロット弁18から付与されるパイロット圧力を導入する室であり、このパイロット室15に導入されたパイロット圧力は、ピストン14に弁体12から離間する方向、すなわち、調圧ばね13のばね力を減少させる方向に作用している。復帰ばね16は、取付状態において調圧ばね13のばね力よりばね力を大きくしたばねであり、弁孔2の大径部2Dに収容されていて、ピストン14と弁孔2の軸方向他方側を閉塞する栓部材17との間に介装されており、ピストン14を弁体12への接近方向、すなわち、調圧ばね13のばね力を増大させる方向に押圧している。
The
かかる構成により、ピストン14は、パイロット圧力に基づく押圧力と調圧ばね13のばね力の和が復帰ばね16のばね力を上回らなければ、調圧ばね13のばね力を初期の最大値に設定するよう弁体12に最接近して、肩部14Cが弁孔2の止め部2Eに当接すると共に、パイロット圧力の増大に応じて調圧ばね13のばね力を減少するよう調圧ばね13のばね力およびパイロット圧力に基づく押圧力と復帰ばね16のばね力との平衡位置へ弁体12から離間する方向へ移動自在に設けられている。
With this configuration, the
パイロット弁18は、ピストン14に作用するパイロット圧力を調整可能なリリーフ弁であり、そのパイロット弁本体19は弁本体1の上方に装着されている。パイロット弁本体19には、多段のパイロット弁孔20が軸方向に貫設されている。パイロット弁孔20は、軸方向一方側より大径部20A、大径部20Aより小径の小径部20B、小径部20Bより大径で大径部20Aより小径の中径部20Cとされていて、大径部20A側開口を閉塞するようパイロット弁本体19に電磁気装置21が装着されている。また、弁孔20の中径部20Cには、パイロット圧力源P1からのパイロット圧力流体が流通するパイロット制御通路22が圧力補償付流量調整弁23を介して連通接続されている。
The
圧力補償付流量調整弁23は、パイロット圧力源P1側の圧力変動にかかわりなく内蔵した絞りの前後差圧を略一定に制御して所定の流量のパイロット圧力流体を中径部20Cに導入している。また、パイロット弁孔20の小径部20Bには、パイロット弁座部材24が嵌挿固設されていて、このパイロット弁座部材24にはパイロット弁座25が形成されるとともに、パイロット弁座25に連なる段付の貫通孔26が軸方向に貫設されていて、中径部20Cと大径部20Aとの間をパイロット弁座25を介して連通している。また、パイロット弁孔20の中径部20Cは、パイロット通路27、28を介してパイロット室15に連通し、パイロット弁孔20の大径部20Aは、パイロット通路29、30を介して弁孔2の中径部2Cに連通している。
The flow rate adjusting valve with
電磁気装置21は、磁路となるケース31内にコイル32、固定鉄心33、可動鉄心34を有していて、固定鉄心33と対向して可動鉄心34が軸方向へ移動自在に設けられ、ケース31の固定鉄心33側にてパイロット弁本体19に装着され、ケース31の可動鉄心34側に蓋部材35が装着されて内部を閉塞している。また、可動鉄心34には、径方向中心に棒状部材36が軸方向の両端より突出して一体的に設けられていて、突出した棒状部材36の両端は軸受37、38を介して固定鉄心33、蓋部材35に支持されており、パイロット弁座25と同芯に設けられている。
The
また、棒状部材36のパイロット弁座25側端部には、パイロット弁体39が同芯かつ一体的に設けられている。パイロット弁体39は、パイロット弁座25に着座・離座するポペット状弁体であり、パイロット弁孔20の大径部20Aに移動自在に収装されていて、貫通孔26を通して頭部に作用するパイロット弁孔20の中径部20Cに導入されるパイロット圧力流体の圧力に基づく押圧力でパイロット弁座25から離座する方向に押圧される。
A
かかる構成により、この電磁気装置21では、コイル32への通電電流の増大に応じて可動鉄心34が固定鉄心33に吸引される作用力が増大する。また、パイロット弁18では、電磁気装置21の作用力の増大に応じてパイロット圧力を増大するよう固定鉄心33を挿通してパイロット弁体39の先端を可動鉄心34の棒状部材36に連結し、電磁気装置21の作用力をパイロット弁体39にパイロット弁座25への着座方向に付与している。
With this configuration, in the
上記のように構成したこの実施形態の電磁比例圧力制御弁においては、パイロット弁18の電磁気装置21への通電電流がゼロであるとき、パイロット弁体39を着座方向へ押圧する電磁気装置21の作用力が生じておらず、パイロット弁体39はパイロット圧力源P1からパイロット制御通路22を流れてパイロット弁孔20の中径部20Cに導入したパイロット圧力流体の圧力に基づく押圧力で押圧されてパイロット弁座25から離座する。このため、パイロット圧力流体は、パイロット弁座25よりパイロット弁孔20の大径部20A、パイロット通路29、30、弁孔2の中径部2C、排出通路5を流れてタンクTに排出される。
In the electromagnetic proportional pressure control valve of this embodiment configured as described above, when the energization current to the
このときには、パイロット弁孔20の中径部20Cよりパイロット通路27、28を介してパイロット室15に導入されてピストン14に作用するパイロット圧力が最低となっている。このため、ピストン14は復帰ばね16のばね力に抗して移動せず、図1に示したように、復帰ばね16のばね力で押圧されて肩部14Cが止め部2Eに当接して弁体12に最接近しており、調圧ばね13のばね力は減少されず初期の設定値(最大値)に維持される。
At this time, the pilot pressure introduced into the
また、このときには、弁体12が初期の設定値(最大値)に維持された調圧ばね13のばね力で押圧されて弁座7に着座し、絞り孔9を通して頭部に作用する制御通路4の流体圧力に基づく押圧力が上記した調圧ばね13のばね力を上回ると、弁体12が開作動して弁座7から離座する。この離座状態では、制御通路4の圧力流体が通路11、弁座7、中径部20C等を通して排出通路5を流れてタンクTに排出され、これに伴って制御通路4の流体圧力が低下して、初期の設定値に維持されている調圧ばね13のばね力に相当する最大圧力に設定される。
Further, at this time, the
この状態で、電磁気装置21のコイル32へ所定電流を通電すると、可動鉄心34が固定鉄心33に吸引される作用力が生じ、この作用力によりパイロット弁体39がパイロット弁座25に着座してパイロット圧力が増大する。このため、ピストン14は、増大したパイロット圧力に基づく押圧力および調圧ばね13のばね力と、復帰ばね16のばね力との平衡位置へ肩部14Cが止め部2Eから離脱して弁体12から離間する方向へ移動し、調圧ばね13のばね力を減少する。したがって、弁体12は弁座7に押圧される調圧ばね13のばね力の減少により制御通路4の流体圧力を減少して設定する。
In this state, when a predetermined current is applied to the
また、電磁気装置21のコイル32への通電電流を所定電流以上で増大すると、その通電電流の増大に応じてパイロット圧力が増大する。このため、ピストン14は、パイロット圧力の増大に応じて弁体12から一層離間する方向でパイロット圧力に基づく押圧力および調圧ばね13のばね力と復帰ばね16のばね力との平衡位置へ、復帰ばね16のばね力に抗して移動して、調圧ばね13のばね力を通電電流の増大に応じて減少する。したがって、電磁気装置21のコイル32への通電電流の増大に応じて、通電電流の増大に応じて減少する調圧ばね13のばね力に相当する圧力に制御通路4の流体圧力が減少設定される。
Further, when the energization current to the
かかる作動において、制御通路4の圧力流体は、弁体12の開作動により弁孔2の中径部2Cに連通する排出通路5を通してタンクTに排出され、電磁気装置21を備えるパイロット弁18を介することなく排出通路5より低圧側に流れる。このため、制御通路4、弁孔2、弁体12、排出通路5等を大型化する場合にも、電磁気装置21を備えるパイロット弁18を大型化する必要がない。したがって、電磁気装置21を備えるパイロット弁18の小型化を維持した状態で、制御通路の流体圧力を上記した所期の制御形態にて制御することが可能である。
In such an operation, the pressure fluid in the control passage 4 is discharged to the tank T through the discharge passage 5 communicating with the middle diameter portion 2C of the
また、この実施形態においては、パイロット弁18の電磁気装置21が、コイル32への通電電流の増大に応じて可動鉄心34が固定鉄心33に吸引される作用力が増大する電磁気装置であり、パイロット弁18が電磁気装置21の作用力の増大に応じてパイロット圧力を増大させるパイロット弁体39とパイロット弁座25を備えている。また、ピストン14には、パイロット圧力が調圧ばね13のばね力を減少させる方向に作用すると共に、弁孔2に収容した復帰ばね16のばね力がパイロット圧力に抗して作用するように構成されている。このため、コイル32への通電電流の増大に応じてパイロット圧力が増大する汎用の電磁気装置21を用いて当該電磁比例圧力制御弁を構成することが可能である。
In this embodiment, the
上記実施形態においては、コイル32への通電電流の増大に応じてパイロット圧力が増大する汎用の電磁気装置21を用いて当該電磁比例圧力制御弁を構成したが、上記した電磁気装置21に代えて、コイルへの通電電流の増大に応じてパイロット圧力が減少する電磁気装置を用いて当該電磁比例圧力制御弁を構成することも可能である。この場合には、上記実施形態の復帰ばね16とピストン14の軸方向に貫設した孔とを無くすと共に、この復帰ばね16が収容されている室をパイロット室として同パイロット室に上記実施形態のパイロット通路28を連通接続し、かつ上記実施形態のパイロット室15をタンクTに連通する必要がある。
In the above-described embodiment, the electromagnetic proportional pressure control valve is configured using the general-purpose
上記実施形態の制御通路4を主弁(図示省略)のパイロット通路とすることによって、本発明の電磁比例圧力制御弁をパイロット作動形リリーフ弁、パイロット作動形減圧弁、パイロット作動形シーケンス弁等圧力弁のパイロット弁としても適用することが可能である。 By making the control passage 4 of the above embodiment a pilot passage of a main valve (not shown), the electromagnetic proportional pressure control valve of the present invention can be used as a pilot operated relief valve, a pilot operated pressure reducing valve, a pilot operated sequence valve, etc. It can also be applied as a pilot valve of a valve.
1 弁本体
2 弁孔
4 制御通路
5 排出通路
7 弁座
12 弁体
13 調圧ばね
14 ピストン
16 復帰ばね
18 パイロット弁
21 電磁気装置
32 コイル
33 固定鉄心
34 可動鉄心
25 パイロット弁座
39 パイロット弁体
DESCRIPTION OF
Claims (2)
2. The electromagnetic proportional pressure control valve according to claim 1, wherein the electromagnetic device is an electromagnetic device in which an acting force of the movable iron core attracted to the fixed iron core increases in accordance with an increase in an energization current to the coil, and the pilot valve Comprises a pilot valve body and a pilot valve seat that increase the pilot pressure in response to an increase in the acting force of the electromagnetic device, and the pilot pressure is applied to the piston in a direction in which the spring force of the pressure regulating spring decreases. And an electromagnetic proportional pressure control valve configured so that the spring force of the return spring accommodated in the valve hole acts against the pilot pressure.
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